주메모리 접근을 고려한 CPU 주파수 조정 제한

국문 초록 (Abstract)

현대의 컴퓨터 시스템에서는 동적 전압/주파수 조정(DVFS: Dynamic Voltage/Frequency Scaling) 기법을 이용하여 성능과 전력 소모의 균형을 이루도록 한다. DVFS 정책의 유용성은 높아진 주파수에 따른 소모 전력에 대한 성능 향상 정도에 달려있다. 특히 메모리 I/O가 많은 응용의 경우 CPU 주파수 상승에 비례하여 성능이 향상되지 않는 경우가 많다. 본 논문에서는 메모리 접근 빈도에 기반하여 CPU 주파수 조정의 상한을 결정하도록 하였다. 명령어 당 메모리 접근(최종 수준 캐시 미스) 빈도에 따라 CPU 주파수 상향으로 인한 성능 향상이 제한되는 것을 실험으로 확인하고, 성능 향상의 이득이 작아지는 CPU 주파수를 제시하도록 한다. 본 논문의 기법을 적용한 실험 결과는 메모리 접근 빈도가 높은 응용에 대하여 30% 이상의 에너지 효율 상승이 있음을 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Contemporary computer systems exploits DVFS (Dynamic Voltage/Frequency Scaling) technology for balancing performance and power consumption. The efficiency of DVFS depends on how much performance we get for larger power consumption due to elevated CPU frequency. Especially for memory-bounded applications, higher CPU frequency often does not result in higher performance. In this paper, we present an upper bound of CPU frequency scaling based on memory accesses. It is observed that the performance gain due to higher CPU frequency is limited by memory accesses (last level cache misses) per instructions by experiments. Using the results, we present the CPU frequency upper bound with little performance gain. Experimental results show that for a memory-bounded application, applying the frequency upper bound enhances the energy efficiency of the application by above 30%.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• 1. 서론
• 2. 관련 연구
• 3. 메모리 접근 모니터링 및 실험 환경
• 4. CPU 주파수와 응용의 특성에 성능
• 5. 메모리 접근을 고려한 주파수 제한
• 6. 결론
• References

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